裝機的快速增長讓儲能系統(tǒng)(ESS)領域成為電池制造商的新戰(zhàn)場。對于電池企業(yè)來說,無論是開拓電動汽車之外的多元化市場,還是專注儲能,ESS都是不可忽視的戰(zhàn)略藍海??紤]到碳中和進展的加劇,未來10年的儲能市場都將十分繁榮。
在對市場的調研和理解之上,我們關注到了儲能技術發(fā)展的3個主要趨勢。
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01
ESS與EV電池分化加速
技術、市場、制造和政策因素的結合正在推動鋰離子電池市場格局的快速變化。隨著ESS作為一個獨立市場的快速發(fā)展,對ESS電池的特定性能要求越來越多地通過與EV 電池市場的區(qū)分來解決。
以下圖表顯示強勁的增長和特定要求將推動ESS電池市場日益獨立。
EV電池的重點是提高能量密度以增加續(xù)航里程和縮短充電時間,而ESS電池的重點是成本、耐用性和存儲時間。固定電池需要在價格上與傳統(tǒng)的調峰和調頻技術競爭。他們還需要長達10,000次充電循環(huán)的更長使用壽命——是電動汽車電池的三倍。此外,對持續(xù)時間更長的ESS應用程序的需求也在增加。
政策也會影響電池市場的分化。在美國,《降低通貨膨脹法案》的條款賦予至少包含40%國內(nèi)(2029年將上升到55%)的ESS項目額外10%的投資稅收抵免。相比之下,電動汽車電池對關鍵礦物采購的要求要嚴格得多,并且需要可追溯性。
這將增加生產(chǎn)成本并推動ESS市場的電池供應分離,以避免ESS電池價格被不必要地提高。
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02
LFP陰極化學在儲能應用中勢頭強勁
先進的硅基和鋰金屬陽極技術以及全固態(tài)電池等新技術旨在提高能量密度。因此,他們將優(yōu)先考慮應用在電動汽車和消費電子市場。
相比之下,用于儲能應用的電池開發(fā)則側重于該行業(yè)的特殊需求。磷酸鐵鋰(LFP)陰極技術正迅速在ESS市場流行起來,這要歸功于其安全性能、較長的循環(huán)壽命以及鐵和磷酸鹽原材料的豐富(因此成本較低)。
另一種在商業(yè)化方面發(fā)展迅速并且在固定存儲應用方面具有誘人前景的技術是鈉離子(Na-ion)電池。鈉離子電池的工作原理與鋰離子(Li-ion)電池類似,但可能不像LFP那樣對鋰、鈷和鎳價格上漲敏感。
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03
成本降低正在推動ESS電池尺寸和格式的創(chuàng)新
最終,電池尺寸和形式的發(fā)展也在ESS市場快速發(fā)展。降低成本的一種有意義的方法是增加電池的容量和尺寸。這減少了系統(tǒng)組件的數(shù)量,降低了物料清單(BOM)成本,簡化了組裝和集成,并減輕了電池管理系統(tǒng)(BMS)的負擔。
280Ah(安培小時)已經(jīng)成為LFP電池在電網(wǎng)規(guī)模應用中的新標準,容量高達560 Ah,循環(huán)壽命高達12,000次。然而,更大的電池需要更高的制造能力,并且對安全管理也有影響。
以下圖表說明了用于ESS的LFP電池的容量和循環(huán)壽命的演變
在電池形式方面,方形電池目前在電網(wǎng)規(guī)模的ESS中占據(jù)主導地位,主要是因為它們受到中國電池制造商的青睞。它們節(jié)省空間但制造成本高,并且由于熱管理效率較低而相對較快地消亡。
相比之下,圓柱形電池相對安全、便宜且易于制造,并且由于壽命長而運行經(jīng)濟。它們的形狀會導致在電池組中的電池之間形成空腔,從而降低體積能量密度。但是,與電動汽車相比,這對于ESS應用來說不是什么大問題。我們預測最新一代更大的圓柱形46xx LFP電池將在未來十年內(nèi)用于各種儲能市場。
原標題:儲能技術的三大趨勢